Construcciones sostenibles: materiales, certificaciones … · 102 Construcciones sostenibles: materiales, certificaciones y LCA En la creación de espacios confortables dentro de

99!!Revista nodo Nº 11, Vol. 6, Año 6: 99-116 Julio-Diciembre 2011 Rocha Tamayo, E.

Construcciones sostenibles: materiales, certificaciones y LCA1

Eduardo Rocha-Tamayo2

Facultad de Arquitectura y ArtesUniversidad Piloto de Colombia, Bogotá.

Fotografías del autor

Fecha de recepción: 01/07/2011. Fecha de aceptación: 15/11/2011.

1Evaluación del ciclo de vida, LCA (Life Cycle Assessment).

2Arquitecto Universidad de Los Andes. [email protected]

Resumen

Las condiciones medioambientales actuales exigen la revisión del ejercicio profesional en el campo de la arquitectura, el urbanismo y la construcción. En el artículo se presentan: los sistemas de certifica-ción de construcciones sostenibles desarrollados en diversas regiones del mundo, herramientas que ayudan a los profesionales mencionados a acome-ter la tarea de producir construcciones “verdes”; las características que deben tener los materiales de construcción para considerarlos sostenibles, y los sistemas para evaluar el ciclo de vida de las edificaciones LCA (Life Cycle Assessment), herra-mienta para la medición del impacto ambiental de las edificaciones y su verificación en términos de sostenibilidad. Palabras clave

Edificios verdes, impacto ambiental, materiales sostenibles.

Sustainable constructions: building materials, certifications and LCA

Abstract

Current environmental conditions demand revaluating the professional practice of architecture, urbanism and building construction. To serve that purpose, the article presents va-rious certifications granted throughout the world to help the professionals above mentioned to put up “green” structures; other specifications for building materials to be considered “sustainable”; and Life Cycle Assessment (LCA) techniques to analyze constructions’ cradle-to-grave behavior, for measu-ring building’s environmental impact as well as corroborating its sustainability.

Keywords

Green buildings, environmental impact, sustainable building materials.

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Introducción

Los arquitectos, urbanistas y constructores, actualmente tienen la obligación ética de generar proyectos sostenibles. Urbanismo soste-nible, arquitectura sostenible y construcción sostenible son términos hasta cierto punto redundantes, pues la sostenibilidad debería ser una característica intrínseca del urbanismo y la arquitectura. Si así fuera, las certificaciones de construcción sostenible no serían necesarias. Sin embargo, los sistemas de certificación constituyen una guía de apoyo para que se logren proyectos sostenibles, y la certificación de edificaciones, cada vez más frecuente, lo comprueba. Es necesario que todos los involucrados en los desarrollos de proyectos inmobiliarios, como inversionistas, promotores, diseñadores y usuarios finales sean conscientes de la importancia que representa para la preservación del planeta la reducción del impacto ambiental causado por la construcción y operación de edificaciones.

Arriba. Edificio Novartis


La industria de la construcción y la operación de edificios le apor-tan al ambiente cerca del 40% de las emisiones de gases de efecto invernadero (UNEP, 2007). La extracción de materias primas y los procesos industriales para la fabricación de materiales de construcción causan daños a ecosistemas como la deforestación, la contaminación del aire con gases y partículas (polvo y ceniza), y la contaminación de cuerpos de agua (extracción de gravilla de los ríos para el concreto, canteras en cerros con vegetación nativa, contaminación del aire con los gases que emanan de los hornos de producción de coque para el acero, entre otros). La operación de edificios consume cerca del 70% de la energía eléctrica (UNEP, 2008), además de grandes cantidades de agua para la eliminación de desechos, y genera enormes cantidades de basura. Los edificios, al terminar su vida útil, son frecuentemente demolidos y la mayoría de sus componentes van a los rellenos sanita-rios —incluso en Colombia y otros países con economías emergentes en los que frecuentemente se reutilizan materiales de demolición tales como puertas, ventanas, estructuras metálicas y tejas entre otros—, que con el aumento progresivo de la producción de desechos requie-ren de mayores extensiones de terrenos, con los consecuentes daños a ecosistemas.

Son muchos los elementos y factores que se deben analizar y evaluar para determinar si una construcción es “sostenible” o ambientalmente responsable. De acuerdo con Norman Foster:

“Aún no tenemos una comprensión completa del impacto de los temas ambientales en la arquitectura en un sentido global, y espero que nuestro trabajo pueda aportar algunas referencias útiles para las generaciones fu-turas. Las cuestiones ambientales afectan la arquitectura a todo nivel, pero los arquitectos no pueden resolver todos los problemas ambientales del mundo; esto requiere de liderazgo político. Sin embargo, podemos diseñar edificios para que funcionen con niveles de consumo de energía muy infe-riores a los actuales, podemos influir en los patrones del transporte a través del planeamiento urbano y podemos actuar como defensores apasionados del diseño sustentable” (Libedinsky, 2011: 22).

La construcción de edificios “verdes” implica que el desempeño de dichos edificios sea eficiente en términos de consumo de energía y agua, que se proteja el medio ambiente en que están siendo construidos, se minimice el desperdicio de materiales durante la construcción, se aproveche la infraestructura de ciudad existente, y se minimice el uso de transporte privado, entre otras estrategias. Como parte complementaria del diseño y la construcción de edificios sostenibles, es necesario consi-derar el impacto ambiental causado por la extracción y los procesos de producción de los materiales que se utilizan en la construcción.


En la creación de espacios confortables dentro de los edificios, que es uno de los objetivos principales de la arquitectura —obvio pero no sobra recordar-lo, con frecuencia se construyen edificaciones con serias deficiencias de funcionamiento y comodidad para los usuarios en aras de beneficios económicos y estéticas de moda—, el papel de la envolvente ar-quitectónica es fundamental. De acuerdo al diseño y los materiales que se utilicen en la construcción de las cubiertas y fachadas se puede lograr una mayor eficiencia energética, que representa uno de los pilares de las construcciones sostenibles, evitando o minimizando la utilización de sistemas electro-mecánicos de climatización de edificios. Así mismo, la envolvente de los edificios es la responsable de una buena iluminación natural, que no debe ser excesiva ni deficiente.

Durante el proceso de diseño de edificaciones, una de las decisiones que debe tomar el arquitecto y su equipo de diseño es la definición de los materiales con los que se va a construir el edificio. Esta selec-ción de materiales está determinada por factores de estética, costos, avances en tecnologías y caracte-rísticas estructurales, entre otros, pero casi nunca, hasta ahora, se han considerado como aspectos determinantes las características de sostenibilidad que puedan tener los materiales. Cabe resaltar que los materiales pueden causar un mayor o menor im-pacto ambiental dependiendo de la forma en que se utilizan, partiendo de decisiones que se toman desde el inicio mismo del diseño arquitectónico, como los sistemas constructivos a utilizar y el manejo de los mismos en la construcción.

Incluir en la práctica del diseño estrategias como el “diseño para el desmantelamiento” —Design for disassembly— (Pressman, 2007: 844), o los sistemas pasivos de control de temperatura interior para el confort de los usuarios, entre otras, conduce a reducir el impacto ambiental generado durante la utilización y operación de los edificios, así como al terminar la vida útil del edificio, durante su demolición.

Los materiales que pueden ser reciclados fácilmente, “convirtiéndose” en materia prima para la fabrica-ción de nuevos productos para la construcción o el consumo en general, reducen la extracción de recursos no renovables.

Por último se debe evitar el uso de materiales o productos que, por su forma de fabricación, con-tengan y emitan partículas, componentes volátiles orgánicos u otros gases nocivos para la salud des-pués de ser instalados, principalmente en espacios interiores, para evitar el deterioro de la calidad de aire interior y minimizar el riesgo de enfermedades en los usuarios de los edificios.

Certificación de construcciones sostenibles

Al surgir la necesidad de calificar los edificios en términos de sostenibilidad, aparecen los sistemas de certificación de edificios en diversas partes del mundo. La mayoría califican el desempeño de los sistemas del edificio en términos de eficiencia energética, uso de agua, localización, materiales utilizados y la calidad del aire interior.

Existen cinco sistemas de certificación reconocidos por el Consejo Mundial de Construcciones Soste-nibles (WGBC) que son los siguientes:

BREEAM – Building Research Establishment’s Environ-mental Assessment Method (Reino Unido).

CASBEE – Comprehensive assessment system for building environmental efficiency (Japón).

DNGB – Deutsche Gessellschaft fur Nachhaltiges Bauen (Alemania).

GREEN STAR – Consejos Australiano, Neozelan-dés y Surafricano de Construcciones Sostenibles.

LEED – Concejo de Construcción Sostenible de


los Estados Unidos, creador de LEED. El consejo de Construcción Sostenible de Canadá, al igual que el de la India, han desarrollado sus propias versiones de LEED con el aval del USGBG (United States Green Building Council). En Colombia y otros países del mundo se han certificado construcciones utilizando el sistema LEED de los Estados Unidos, ya que estos países no han desarrollado sus propios sistemas de certificación.

En el mundo únicamente hay 20 países —incluidos los mencionados anteriormente— que han desa-rrollado sus sistemas de certificación, y once más que tienen establecidos Consejos de Construcción Sostenible aceptados y avalados por el Consejo Mun-dial de Construcciones Sostenibles (WGBC), como Brasil, México y Colombia, entre otros, pero que no cuentan con sistemas de certificación creados por ellos mismos (World Green Building Council, 2010).

LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) es en Colombia el único sistema de certificación utilizado hasta el momento, con dos construcciones certificadas y treinta y seis registradas y en proceso de certificación (Tablas 1 y 2). Adicionalmente, se está desarrollando el Sello Ambiental Colombiano de ICONTEC y re-visando el Código de Construcción de Bogotá D. C. para incluir normativas de construcción sostenible.

LEED, por ser el sistema de certificación mas difun-dido en Colombia, se utiliza como ejemplo de los aspectos que se deben tener en cuenta para la certi-ficación de edificios. Creado en los Estados Unidos se apoya en normas y estándares de instituciones como la American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers ASHRAE, la United States Environment Protection Agency, U. S. EPA, Illuminating

Tabla 1. Proyectos en Colombia con certificación LEED

Fuente: U.S. Green Building Council. LEED Projects & Case Studies Directory http://www.usgbc.org/LEED/Project/RegisteredProjectList.aspx

NOMBRE DEL PROYECTOFalabella Centro Mayor

Novartis New Building

CIUDADBogotáBogotá

SISTEMA LEEDLEED Retail (CI) 1.0 Pilots Only

LEED NC 2.2

Engineering Society of North America IESNA, el ANSI, y la ISO entre otras para establecer los parámetros, en algunos casos con mayor exigencia que las nor-mas, que se deben cumplir para lograr un edificio “verde”.

LEED incluye, en el capítulo de Materiales y Recursos algunas de las características analizadas más adelante pero no todas (materiales locales, renovables, reciclables, reutilizables y efecto isla de calor; los demás no se tienen en cuenta para la certificación LEED, pero apoyado en los estánda-res ASHRAE se deben tener en cuenta factores como aislamiento térmico), que deben tener los materiales para obtener puntos en el proceso de certificación, pero el USGBC ni ningún otro conse-jo de construcción sostenible hace directamente las mediciones, pruebas de laboratorio y evaluaciones sobre los materiales. Las mediciones, evaluaciones y certificaciones de los materiales, insumos y pro-ductos utilizados en construcción son hechas por instituciones como el Forest Stewardship Council FSC, que vigila la cadena de producción desde los bos-ques hasta el producto de madera terminado y tiene representación en más de 50 países; el Green Seal que establece estándares relacionados con la vida útil de productos, servicios y compañías; el Energy Star que certifica el nivel de consumo de energía de equipos eléctricos y el GreenSpec que evalúa pro-ductos y materiales para la construcción. Además están ISO International Standards Organisation, ANSI American National Standards Instritute, ASTM Ame-rican Society for Testing and Materials y NIST National Institute of Standards and Technology, entre otras, que también hacen mediciones y evaluaciones a pro-cesos industriales, materiales y productos para la construcción (como pinturas, alfombras, ventanas terminadas, etc.).


Tabla 2. Proyectos en Colombia registrados para certificación LEED

Fuente: U.S. Green Building Council. LEED Projects & Case Studies Directory http://www.usgbc.org/LEED/Project/RegisteredProjectList.aspx

NOMBRE DEL PROYECTO3M Customer Technical Center

Homecenter Agencia Nacional de Hidrocarburos

Aloft Hotel Bogotá AirportArquitectura e Interiores Oficina

Avon Distribution CenterCentro Comercial La Felicidad

Centro Empresarial y Deportivo Calle 53Colegio San José

Conconcreto Sede Sao Paulo Conconcreto Sede Sao Paulo

Contempo HeadquartersDersa Vestier y Cafetería

Dirección General BancolombiaEPM Building

Earthly Bosque EmpresarialEdificio de Oficinas Alpina

Estación Metro Sabaneta Falabella Parque Arboleda

Fundación Juan Felipe Gómez EscobarGNB Sudameris

Green Office Corporativo PijaoHomecenter Cedritos

Homecenter Homecenter

Hospital Univ. San Vicente de PaulNueva Sede ISAGEN

Oficinas Unilever Oxo 69 Centro Empresarial y Hotelero

Palacio de Justicia de AntioquiaPanoramic Eco Business Club

RUTA N Torres A y BRuta-N Torre C

San Antonio Plaza ComercialSuramericana-Torre C

T3- Ciudad Empresarial Sarmiento AnguloUrban Plaza

Universidad del Atlántico-AdmisionesWorld Business Center

Yanbal Bogotá KeopsZona Franca PLIC S.A.

CIUDADBogotá

BucaramangaBogotáBogotáBogotáGuarneBogotáBogotá

BarranquillaMedellínMedellínBogotáBogotá

MedellínMedellínBogotáSopó

SabanetaPereira

CartagenaBogotáBogotáBogotá

ManizalesMonteríaMedellínMedellínBogotáBogotá

MedellínBogotá

MedellínMedellínPitalito

MedellínBogotáBogotá

BarranquillaBogotáTenjoCota

SISTEMA LEEDLEED-NC v2009LEED-NC v2009

LEED CI 2.0LEED-NC v2009

LEED CI 2.0LEED-NC v2009LEED-CS v2009

LEED NC 2.2LEED for Schools 2.0LEED-EB:OM v2009

LEED-CI v2009LEED-CI v2009LEED-NC v2009

LEED-EB:OM v2009LEED-EB:OM v2009

LEED-CS v2009LEED NC 2.2

LEED-NC v2009LEED Retail (CI) 1.0 Pilots Only

LEED-NC v2009LEED NC 2.2

LEED-CS v2009LEED-NC v2009

LEED-NC Retail v2009LEED-NC Retail v2009

LEED NC 2.2LEED-NC v2009LEED-CI v2009LEED CS 2.0

LEED-CS v2009LEED-CS v2009LEED-NC v2009LEED-CS v2009LEED-CS v2009LEED-NC v2009

LEED CS 2.0LEED-CS v2009LEED-NC v2009LEED-CS v2009LEED-NC v2009

LEED NC 2.2


Estas instituciones producen bases de datos de productos aceptados y certificados en términos de sostenibilidad, con el fin de facilitar la especificación de materiales y elementos de un proyecto por parte del equipo diseñador.

Materiales sostenibles

Para la selección de materiales, que debe hacerse durante el proceso de diseño, es importante tener en cuenta los diversos factores y variables que se presentan a continuación. Estos parámetros son requeridos en los sistemas de certificación de edi-ficaciones, algunos indirectamente y otros explícita-mente. Los certificadores de productos y materiales propenden porque se utilicen aquellos que tengan bajo impacto durante el proceso de producción, aún si esto no está explícitamente solicitado en los sistemas de certificación.

Materiales locales

Para que los materiales sean considerados como “locales” se debe tener en cuenta que la extracción de materias primas y los procesos de producción, cuando los hay, sean realizados a distancias cortas del sitio de construcción. Para la certificación de un proyecto bajo el sistema LEED, se consideran materiales locales los extraídos y procesados dentro de un radio de 500 millas del sitio de la construc-ción (USGBC, 2009: 379). Sin embargo, en la zona central de Colombia un radio de 500 millas (804.67 km) abarca la mayoría del territorio nacional. Con la difícil topografía montañosa y las condiciones de las vías intermunicipales y carreteras, será necesa-rio revisar esta distancia (para el país), ya que esto implica una mayor contaminación por transporte terrestre que en condiciones topográficas menos exigentes, con vías amplias de varios carriles, como las de los países industrializados. Otros sistemas de certificación, como el inglés BREEAM (Building Re-search Establishment’s Environmental Assessment Method) también hacen énfasis en la utilización de materiales locales cuyo objetivo es minimizar al máximo y en la

medida de lo posible las emisiones de CO2 causadas y/o energía utilizada en el transporte de materiales desde el sitio de producción hasta el lugar de la obra (BREEAM, 2008).

Es evidente que en muchos casos es necesario utili-zar materiales de otros lugares. En los casos en que se utilicen, es conveniente evaluar otros aspectos de sostenibilidad que mitiguen los efectos negativos del transporte. No se trata, en ningún caso, de una medida proteccionista de industrias locales.

Materiales renovables

Los materiales renovables son aquellos que son producidos con materias primas cultivables y/o de crianza animal, como madera, fibras vegetales, cue-ros y fibras animales. Para la utilización de materiales renovables se debe tener en cuenta la producción, de tal manera que se garantice la continuidad de la renovación, evitando el agotamiento de la tierra y/o los recursos hídricos. El ciclo de producción o el tiempo de cultivo es un factor importante de la renovación. La madera, el caucho natural, la guadua, el corcho y otros productos vegetales son renovables y son frecuentemente utilizados direc-tamente como materiales de construcción o como materias primas para productos procesados para la construcción.

La utilización no controlada de estos recursos puede conducir a la deforestación y por ende no es aceptable ni considerable como uso de materiales renovables. Para evitar este tipo de actividades sur-gió el Forest Stwardship Council-FSC, que certifica a nivel internacional los productos de madera cuando estos se procesan con maderas de bosques cultiva-dos para su explotación y se garantiza que no hay deforestación. En Colombia existe representación de la FSC, y algunas empresas del sector maderero cuentan con el sello de certificación FSC. Algunas poseen Certificación por la Unidad de Manejo Fo-restal, mientras que otras cuentan con Certificación de unidad de manejo, Certificación de cadena de


custodia, y Certificado de cadena de custodia para la transformación primaria de los productos made-rables (www.fsc-colombia.org).

Reciclaje de materiales

Con excepción de algunos productos compuestos (elementos de diversos materiales reforzados con fibra de vidrio, caucho con fibras de acero, etc.) casi todos los materiales son reciclables. Desde el asfalto de las vías y el concreto fundido en sitio hasta materiales como el vidrio y los metales. La industria ha desarrollado nuevos procesos para el reciclaje de materiales los cuales son más o menos complejos dependiendo de la composición de los mismos. El reciclaje de los paneles de yeso utilizados común-mente en la construcción en seco de muros es un proceso desarrollado recientemente. Con frecuencia, al demoler o desmontar muros construidos con estos, los paneles destruidos van a los basureros y rellenos sanitarios (WRAP, 2005: 2).

Los metales, tanto ferrosos (hierro, acero, etc.) como los no ferrosos (cobre, aluminio, etc.) son materia-les fáciles de reciclar. Normalmente se funden y se producen nuevos productos. Al reciclarlos se elimina el impacto ambiental causado por los procesos de extracción y minería, reduciendo el consumo de energía hasta en un 70% de la energía requerida para el proceso completo de producción, en el caso del acero, y hasta en un 95% en el caso del aluminio (www.buildwise.org).

Con el reciclaje de materiales como los polímeros y el vidrio, que tienen un alto nivel de energía gris, se logran ahorros significativos de energía en com-paración con la producción de productos nuevos. En el caso de los polímeros el reciclaje contribuye, además, a reducir el consumo de petróleo.

El ladrillo, el concreto y otros materiales pétreos presentan mayores limitaciones para su reciclaje. Sin embargo pueden ser triturados para su uso como agregados, o como bases de rellenos de construc-

ción. El ahorro en términos de energía no es sig-nificativo, pero la reducción del impacto ambiental generado por la extracción minera en cuerpos de agua (ríos) y canteras sí justifica ampliamente estos procedimientos de triturado, aún más si se tiene en cuenta que son materiales ampliamente usados en las construcciones. El triturado implica consumos de energía altos, similares o mayores (dependiendo de la distancia a la cantera, para extracción de agregados) a los de la producción inicial (Bedoya, 2003).

El uso de materiales reciclables y/o materiales reci-clados es una de las principales estrategias para redu-cir el impacto ambiental causado por la producción de materiales. La extracción de materias primas, el proceso de producción y finalmente el transporte al sitio de la construcción son actividades que im-plican emisiones de gases de efecto invernadero y en muchos casos daños ambientales en diversos ecosistemas.

Materiales reutilizables

La reutilización de materiales implica tomar ele-mentos de una construcción existente y utilizarlos nuevamente en otra construcción. Pueden ser utili-zados con un uso similar o diferente al cual fueron concebidos inicialmente. Para calificar un material como reutilizado no deben realizarse procesos de transformación mayores (por ejemplo: una viga me-tálica se corta para ser utilizada para una luz menor, pero si se somete a un proceso como la fundición, ya no es reutilización sino reciclaje). Esta práctica resul-ta favorable en términos de sostenibilidad ya que se está prolongando la vida útil de los materiales.

Incluir en la práctica del diseño estrategias como el diseño para el desmantelamiento (DfD- Design for Deconstruction), al final de la vida útil del edificio, facilita la reutilización de los componentes y materia-les. Al diseñar y construir el edificio se define cómo se “deconstruirá” previendo que los elementos y materiales no se destruyan y puedan ser reutilizados (EPA, 2008: 46).


En Colombia es común que las demoliciones sean “vendidas”, es decir, que al demoler una construc-ción (generalmente casas) el contratista que ejecuta el trabajo paga un valor acordado previamente al propietario y en el proceso de demolición recupera la mayor cantidad de elementos y materiales (tejas, es-tructuras metálicas, aparatos sanitarios, carpinterías de madera y metálicas, etc.) que luego son revendidos en depósitos de materiales de demolición. En estos casos, la demolición es un proceso lento y artesanal de desmantelamiento con el propósito de salvar la mayor cantidad de materiales y elementos que constituyen la construcción, y la comercialización de éstos se lleva a cabo de manera informal.

Materiales durables

Una vida útil prolongada, representa uno de los aspectos importantes para lograr construcciones sostenibles. Esto depende, en gran medida, de la durabilidad de los materiales. La resistencia a la abra-sión, al agua, al viento y a la radiación solar, entre otros, son características que hacen que los mate-riales sean durables. Hay materiales como la piedra y el ladrillo que han demostrado su durabilidad en construcciones como los acueductos romanos y las murallas de Cartagena entre muchos otros ejemplos alrededor del mundo. Es necesario tener en cuenta que no todos los tipos de piedra o ladrillo tienen la misma durabilidad. El NIST (National Institute of Standards and Technology) construyó en 1948 un muro con diferentes tipos de piedra originarias de los Esta-dos Unidos y Europa para medir cuales tienen mayor resistencia a los agentes ambientales y por ende mayor durabilidad. Las areniscas por ser deleznables tienen menor durabilidad que los granitos naturales. El muro está aún en estudio y los resultados serán publicados en el futuro (NIST, 2011).

Los metales como el cobre, el aluminio o el acero son sometidos a pruebas y los ejemplos de construc-ciones hechas con metal son más recientes que las construcciones en piedra. Se encuentran ejemplos de cubiertas en cobre y plomo de varios siglos en

algunas catedrales medioevales y palacios europeos. Construcciones en acero como la Torre Eiffel y el puente sobre el río Magdalena para la vía férrea que comunica a Girardot con Flandes, demuestran que este material puede durar más de cien años.

Los materiales modernos como polímeros y plásticos, o los materiales de última generación como polímeros renovables son sometidos actualmente a pruebas de laboratorio en Estados Unidos, por el National Institute of Standards and Technology-NIST para determinar ca-racterísticas como resistencias mecánicas, resistencia a agentes externos (lluvia, radiación solar, fuego, etc.) y a partir de estos estudios se determinará la posible durabilidad de estos materiales.

Los avances tecnológicos, el crecimiento de las ciu-dades, la presión económica sobre el valor de la tierra y nuevas tendencias arquitectónicas son algunos de los factores que conducen a que edificaciones de buena factura y en buen estado de conservación se consideren obsoletas y sea “necesario” demolerlas. Excepcionalmente, el deterioro de algunas construc-ciones es tan elevado que su recuperación puede re-sultar más onerosa que la construcción de un nuevo edificio, y se presentan casos extremos en los que es indispensable la demolición de una edificación porque presenta un alto riesgo de colapsar, pero la mayoría de los edificios que se demuelen estarían en condiciones de seguir siendo utilizados debido a que han sido construidos con materiales durables.

Materiales de fácil mantenimiento

Todos los edificios necesitan mantenimiento sin importar con qué materiales estén construidos. Este mantenimiento consiste básicamente en aseo, reparaciones menores y reposición de elementos que por el uso continuo y las condiciones climáticas presenten deterioro. Esto implica costos energéti-cos, consumo de agua, generación de residuos y en algunos casos contaminación de cuerpos de agua o del subsuelo.


Para minimizar el impacto ambiental durante la vida útil del edificio es de gran importancia prever, desde la fase de diseño, cómo va a ser el mantenimiento del edificio durante su operación. Algunos ejemplos son: materiales resistentes a los rayos UV como concreto, piedra o ladrillo en fachadas, en lugar de pintura; protecciones contra la corrosión en materiales me-tálicos a la vista; pisos de tráfico pesado fáciles de limpiar como porcelanato o cerámica, o fáciles de pulir como la madera. Se recomiendan en general materiales de acabado que no requieran del uso de grandes cantidades de agua para su mantenimiento, es decir, los que cuentan con superficies que no re-tienen polvo, humedad o mugre. Y se deben evitar los materiales de acabado que exigen productos químicos para su limpieza (pues generan residuos contaminantes) o equipos para su mantenimiento (puesto que consumen energía). Al diseñar cubiertas verdes se deben plantar especies nativas o adapta-das, que no requieran de riego excesivo, o cuidados especiales, para su mantenimiento.

Los materiales rápidamente renovables como la guadua (Guadua angustifolia), el kenaf (Hibiscus can-nabinus) usado en España (Greenvision ambiente, s.f.), y la madera (Ministerio de Educación de Chile y UNESCO, 2006), requieren de tratamientos iniciales (INDUGUADUA, 2005) y mantenimiento periódico mayor al de una construcción en ladrillo o piedra. Si bien es cierto que existen construcciones de madera de más de cien años como la iglesia de San Luis en San Andrés Islas, Colombia, “construida en Mobile (Alabama, USA) y desarmada para su traslado a la isla, en donde fue erigida en 1986” (Sánchez, 2004: 39), los productos de origen vegetal requieren de cui-dados especiales, y como en todas las construcciones, de un correcto proceso constructivo que garantice el adecuado comportamiento de los materiales.

Características térmicas

Los diseños de sistemas pasivos con los que se pretende lograr el confort térmico de los ambientes interiores de una construcción sin el uso de equipos

eléctricos, mecánicos o cualquier otro sistema activo, dependen principalmente de que el diseño arquitec-tónico responda a las condiciones de clima del sitio en el que se va a construir la edificación, y en gran medida, de las propiedades térmicas de los mate-riales utilizados. En climas cálidos se debe buscar la protección de la radiación solar y la ventilación, que además de contribuir a la reducción de temperatura es necesaria para la renovación de aire interior; en climas fríos es fundamental el aprovechamiento de la radiación solar para aumentar la temperatura de los espacios, y el control de la ventilación es crítico porque se debe lograr la renovación del aire sin causar pérdidas fuertes de temperatura.

Estudios del comportamiento térmico de los mate-riales han determinado los coeficientes de transmi-sión térmica de los mismos, que dependen de varia-bles como las dimensiones, forma y combinaciones de dos o más materiales. Al formar compuestos como por ejemplo: lámina de acero + poliuretano expandido + lámina de acero o panel de fibro ce-mento + panel de fibra de vidrio + panel de yeso, entre muchas otras combinaciones, y de acuerdo con las características de cada material, se obtiene un comportamiento térmico y desempeño diferente (Pressman, 2007: 124 a 127). El vidrio es un ejemplo de material con un alto coeficiente de transmisión térmica (y por tanto baja capacidad de aislamiento térmico), pero es posible incrementar su capacidad de aislamiento térmico utilizando vidrios dobles, o triples, con espacios de aire entre ellos o con vacío entre los vidrios (Pressman, 2007: 194 a 197).

En el mercado, especialmente el norteamericano, se identifican los productos aislantes con diferentes factores. El factor “R” representa la resistencia tér-mica3 del material. A mayor valor R mayor resistencia


térmica y por ende mayor capacidad de aislamiento térmico. El factor R es igual a 1/K. El valor “U” es la tasa de pérdida de calor a través de un material, y se calcula con la fórmula: watts/m2kelvin (Irish Energy Center, s.d.). El valor “K” representa la con-ductividad térmica4 de un material y es inversamente proporcional a R. Los metales en general, tienen baja capacidad de aislamiento térmico, mientras que materiales livianos, como el poliuretano, tienen alta capacidad de aislamiento térmico. Tomando como ejemplo una lámina de aluminio de una pulgada de espesor (25.4 mm) se observa que tiene un factor K de 1428 y un factor R de 0.0007 (Pressman, 2007: 1003-1005; Pressman, 1998: 748).

La capacidad de retener o de transmitir el calor entre espacios, o desde el interior hacia el exterior y vice-versa de las envolventes (pisos, muros y cubiertas), se define con la elección correcta de los materiales que las componen, desde el diseño arquitectónico. En la medida en que esto se logra, la implementación de sistemas activos para enfriar o calentar los espacios habitables (dependiendo de las condiciones climáti-cas) no será necesaria, o se reducirán los consumos por este tipo de equipos, reduciendo el impacto ambiental durante la vida útil del edificio.

En circunstancias específicas es necesario recurrir al apoyo de sistemas activos (ventilación mecánica, calefacción, aire acondicionado) para lograr espacios con la temperatura y humedad adecuadas. En estos casos, para lograr la mayor eficiencia y reducir los consumos de energía de los equipos, es fundamental considerar no sólo la capacidad de aislamiento tér-mico de los materiales, sino también la hermeticidad

de los espacios (evitando pérdidas de calor), que se logra mediante el correcto empate y ensamblaje de los elementos de las envolventes.

La inercia térmica es la propiedad de los materiales de retener el calor y retardar su transmisión de un lado al otro del material (en un muro, por ejemplo). Usualmente la inercia térmica contribuye a mantener temperaturas más o menos constantes en espacios interiores, es decir, con fluctuaciones reducidas.

Energía embebida en los materiales

La energía “gris” o energía “embebida” en los materiales y productos para la construcción es el parámetro más utilizado para calcular las emisiones de CO2 a la atmósfera, durante la extracción de materias primas, los procesos de transformación y el transporte de los materiales hasta su destino final de utilización. Consiste en medir la energía en uni-dades de Julios, watts o BTU’s. La energía embebida de un edificio se calcula sumando toda la energía embebida de todos los materiales utilizados, más la energía utilizada durante la construcción. La energía embebida forma parte fundamental de la valoración del ciclo de vida (Life Cycle Assessment) como se verá más adelante.

En Europa, Estados Unidos, Australia y Nueva Zelanda han realizado mediciones del consumo de energía requerido para la producción de materiales de construcción, y se han publicado listas con los materiales más comunes y sus respectivas energías embebidas. En la Tabla 3 se presentan los coefi-cientes de energía embebida de algunos materiales de construcción.

Los metales, en especial el aluminio y el cobre, se encuentran entre los materiales con mayor demanda de energía para su producción. Sin embargo, son materiales fácilmente reciclables y se utilización en bajas proporciones en las construcciones, por lo que aportan poca energía embebida al total de la edificación. En el estudio hecho por CSIRO (Com-monwealth Scientific and Industrial Research Organisation

3Resistencia térmica: cada sólido, de acuerdo con su densidad molecular, determina la velocidad y cantidad de flujo calórico que lo recorre, es decir, tiene mayor o menor resistencia térmica (Moreno, 1991: 67).

4Conductividad térmica (k): capacidad de un material para transferir calor. La conducción térmica es el fenómeno por el cual el calor se transporta de regiones de alta temperatura a regiones de baja temperatura dentro de un mismo material o entre dife-rentes cuerpos (Milarium.com, 2004).


– Australia’s national scientific agency) de una casa pro-medio en Australia (ver Gráfica 1) se observa cla-ramente que materiales con baja energía embebida, como el concreto y el ladrillo, que son utilizados en mayor cantidad (masa en el total de la construcción), aportan valores más altos de energía embebida a la construcción terminada que otros como el aluminio, el acero inoxidable y el cobre, que poseen energía embebida muy alta, pero su masa (en el total de la construcción) es muy baja.

Los polímeros (acrílicos, PVC, polipropileno, entre otros) son materiales con alta energía embebida, mientras que la piedra, la madera, la guadua y la tierra cruda (adobe, tapia pisada y bahareque) son los que tienen la menor energía embebida.

En la medida en que se desarrollan materiales más livianos para la construcción, la energía embebida de estos empieza a causar menor impacto ambiental ya que se podrán construir edificios con menos kilos de

Gráfica 1. Total de energía embebida en una casa australiana, por cantidad de materiales utilizados en la construcción, en

Giga Julios. Fuente: (CSIRO, 2010: 138) htpp://www.yourhome.gov.au/technical/fs52.html

Acero

Acero Inoxidable

Aluminio

Cobre

Madera

Plásticos

Concreto

Mampostería

Vidrio

Textiles

Pañetes

Piedra

Cerámica

50 100 150 200 2500Tabla 3. Coeficientes de energía embebida de materiales de construcción (Mega Julios/m )

3MATERIALPaja

Agregados de río Agregados de cantera

ArenaAdobe, estabilizado con bituminosa

Adobe, estabilizado con cementoBloque de tierra prensado

Piedra localPoliestireno expandido

Concreto, 40 MPa Ladrillo cerámico

Teja cerámicaMadera contrachapada

Asfalto MDF

Fibro-cementoLadrillo cerámico vitrificado

Cemento Aluminio reciclado

PapelAcero reciclado

Vidrio endurecidoVidrio laminado

PoliuretanoPolipropileno

Caucho de látex naturalVidrio endurecido

Acero reciclado, reforzado, seccionadoPVC

Pisos de viniloPinturas con base en agua

Aluminio reciclado, extruido y anodizadoCaucho sintético

Pinturas con base en solventesLinóleo

Acero estructural Zinc

Aluminio, extruido, anodizadoCobre

MJ/m 30,536,063,0232490710810

2.0302.3403.8905.1705.2505.7207.1408.330

13.55014.76015.21021.87033.67037.21037.55041.08044.40057.60062.10066.02069.79093.620

105.990115.000115.830118.800127.500150.930274.570371.280612.900631.164

Fuente: Victoria University of Wellington, New Zealand.www.victoria.ac.nz/cbpr/documents/pdfs/ee-coefficients.pdf

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efecto invernadero. La contaminación de cuerpos de agua, la deforestación, la erosión y otros daños ecológicos son de igual relevancia al seleccionar los materiales para la construcción. Las causas de la deforestación son múltiples, entre las que se encuentran la ocupación de áreas de bosques para la agricultura, la ganadería, la minería y los asentamientos humanos. Tres cuartas partes de la población mundial dependen principalmente de la madera como fuente de energía. La industria made-rera para la producción de muebles, lápices, papel, y materiales para la construcción también contribuye a la deforestación del planeta. Las consecuencias de la deforestación son la erosión, cambio en los regímenes de lluvias y la desertificación entre otros (UNEP, 2010).

La minería para la extracción de materias primas para la fabricación de materiales de construcción como el acero, el bronce, el PVC entre otros, causan daños ecológicos además de la deforestación. Estos daños son la destrucción de ecosistemas como hu-medales, páramos y contaminación de ríos y otros cuerpos de agua. La extracción de agregados de los ríos para concreto genera modificaciones en los caudales y cursos de éstos dañando ecosistemas y ocasionalmente son el origen de inundaciones.

En todos los países del mundo hay leyes para la protección del medio ambiente, sin embargo estas son más o menos exigentes en los diferentes paí-ses. Las industrias deben ajustarse a dichas normas para poder operar, pero también los mecanismos y penalización para obligar al cumplimiento de las leyes es variable y más o menos laxo en unos países que en otros.

Los sistemas de certificación como los de ISO, FSC, GreenSpec, Green Seal, normas de EPA y otros con-tribuyen considerablemente al control de estos tipos de contaminación. Es responsabilidad de todos los actores del sector de la industria de la construcción la producción de edificaciones sostenibles. Demandar productos certificados por estas instituciones es la

materiales. Por otra parte, si las fuentes de energía limpia (eólica, solar, etc.) fueran suficientes para la industria de producción de materiales de construc-ción, la energía embebida en los materiales sería de menor importancia en la selección de materiales.

Efecto isla de calor

El efecto isla de calor es el aumento de la tempe-ratura en las ciudades con relación a su entorno rural próximo, debido a la acumulación del calor generado por la radiación solar en las superficies de asfalto de las vías, las cubiertas y las fachadas de las edificaciones, y en general, en todas las superficies construidas. Este efecto contribuye al calentamien-to global, de ahí la importancia de buscar soluciones para mitigarlo.

El factor SRI (Solar Reflectance Index) de los materia-les indica la capacidad de una superficie para reflejar la radiación solar. Los materiales con mayor valor de SRI presentan menores aumentos en la tempe-ratura, y los de valores bajos de SRI, se calientan más. Para detener parcialmente el efecto isla de calor es necesario que los materiales utilizados en cubiertas, zonas duras exteriores, y en menor grado, en fachadas, posean valores de SRI altos, mayores a 29, de acuerdo con las tablas de valores utilizadas como guía en el capítulo de Sustainable Sites (páginas 112 y 122) de LEED Reference Guide for Green Building Design and Construction, 2009. El color y la densidad de los materiales influyen en el factor SRI. Los materiales de mayor densidad y los más oscuros ge-neralmente tienen un menor valor de SRI. A mayor valor de SRI, menor calentamiento o acumulación de temperatura del material (University of Tennes-see Center for Clean Products, 2009).

Contaminación de ecosistemas

El impacto ambiental generado por la producción de materiales de construcción no se limita al con-sumo de energía para su extracción, producción y transporte, y sus consecuentes emisiones de gases


manera más efectiva de que las industrias productoras de materiales para la construcción se ajusten y actúen con todos los requisitos necesarios para la protección del medio ambiente (UNEP, 2010).

LCA (Life Cycle Assessment)La valoración del ciclo de vida (LCA – Life Cycle Assessment) es un procedimiento desarrollado inicialmente para evaluar el impacto am-biental de productos de consumo masivo, desde objetos simples como cuadernos escolares hasta objetos de alta tecnología como teléfonos celulares y automóviles. Las normas ISO 14000 corresponden a los estándares que deben seguir las industrias en materia de protección del medio ambiente. La norma ISO 14044 - Environmental Management - Life Cycle Assessment - Requirements and Guidelines define los requisitos y pa-rámetros a tener en cuenta para hacer una evaluación de ciclo de vida. Los edificios, vistos como un bien de consumo, no son la excepción a la valoración, aunque poseen una mayor complejidad por la cantidad de diversos materiales y variables propias de una construcción.

En las evaluaciones de ciclo de vida de los edificios se analizan los siguientes factores: el consumo de energía, las emisiones de gases efec-to invernadero, la contaminación o el impacto sobre los ecosistemas y los consumos de agua, entre otras, desde el inicio del proceso de construcción (extracción de materias primas, procesos de producción de los materiales e insumos, transportes requeridos), durante la vida útil del edificio, y finalmente durante la demolición o desmontaje del edificio. Frecuentemente se confunde la valoración del ciclo de vida con el análisis de costos durante el ciclo de vida, el cual se hace con el objetivo de establecer una viabilidad financiera de un proyecto evaluando los costos monetarios de la construcción y operación del edificio. Aún cuando son análisis diferentes, en ambos casos se calcula un estimado de duración del edificio y se da una mejor valoración a los elementos que lo componen que tienen un mejor comportamiento en términos de durabilidad y fácil mantenimiento.

En los análisis de la valoración del ciclo de vida de una edificación, se evalúa el impacto ambiental generado por la producción de todos los materiales utilizados en la construcción. Se utilizan para el análisis bases de datos que contienen la información estadística, recopilada por diferentes organismos y empresas en diversos países, del impacto am-biental causado durante la fabricación de materiales y productos, desde la extracción de materias primas hasta que estos llegan al consumidor.

Utilizando como herramienta principal software especializado, se hace un modelo digital de la edificación a construir con toda la informa-ción de materiales propuestos, condiciones climáticas, sistemas de iluminación y ventilación, entre otros, para producir la valoración del


ciclo de vida del edificio y su impacto ambiental desde el inicio de la construcción hasta su posible demolición en un lapso de tiempo que se estima entre 50 y 75 años.

Para la valoración del ciclo de vida se hace el modelado partiendo desde la concepción inicial del proyecto e incluye las siguientes fases:

Fuente: elaboración propia a partir de (RMIT University, 2001: 6).

Fase 1

Fase 2

Fase 3Fase 4

Fase 5

PrefactibilidadDefinición necesidades del proyectoDiseños completos

ConstrucciónUso

Final de vida

Especificación de materialesPresupuestos

MantenimientoRemodelacionesDemolición

Algunas de estas herramientas tecnológicas (software) que permiten modelar y calcular en términos numéricos el impacto ambiental de un proyecto, desde la construcción y operación, hasta el final de la vida útil del mismo, son SimaPro, BEES y Gabi4 entre otras, algunas con licencia gratuita (www.epa.gov/nrmrl/lcaccess/resources.html). Algunos de estos programas de computador están diseñados original-mente para calcular el impacto ambiental de productos de consumo masivo (teléfonos celulares, electrodomésticos, automóviles, muebles, etc.) pero también son operativos en el campo de la construcción.

Para lograr la valoración del ciclo de vida de una edificación y su impacto ambiental, es necesario hacer un inventario riguroso de los materiales que serán utilizados en su construcción. Para cada uno de los materiales se calcula la energía consumida desde la extracción de materias primas hasta que llega el material al sitio de la construcción. Se calcula así mismo el consumo de agua y los desperdicios o residuos del proceso. Finalmente, se simulan los consumos energéticos y de consumo de agua y materiales requeridos para la operación y mantenimiento del edificio, durante un periodo de vida útil estimado previamente.

Conclusiones

La responsabilidad ambiental recae sobre todos los actores que cons-tituyen la sociedad: los sectores productivos, las instituciones estatales y gubernamentales, las empresas de servicios, entre otros. Dadas las


circunstancias del deterioro ambiental del planeta es prioritario que todos los actores involucrados tomen medidas para la protección del medio ambiente y su recuperación. En este orden de ideas, los sistemas de certificación de construcciones sostenibles se constituyen en una herramienta para medir el nivel de sostenibilidad de las construcciones y en una guía de buenas prácticas en el campo de la arquitectura, el urbanismo y la construcción.

La evaluación del ciclo de vida (LCA) es complementaria a los mencio-nados sistemas de certificación, ya que analiza aspectos diversos que impactan el medio ambiente durante la vida útil de los productos de consumo, en este caso los edificios, que los sistemas de certificación no miden. Así mismo los sistemas de certificación evalúan algunos aspectos que LCA no tiene en cuenta. El modelado y evaluación del ciclo de vida, muy poco conocido en Colombia, constituye una herramienta de gran valor durante la fase de diseño de los proyectos debido a que suministra información valiosa, que en coordinación con otros aspectos del diseño arquitectónico, permitirá tomar decisiones de diseño y construcción que conduzcan a la disminución del impacto ambiental de las edificaciones.

Es claro que construir edificios “verdes” no sólo depende de la elec-ción de materiales con baja energía embebida, o del uso exclusivo de materiales locales. La responsabilidad de la construcción sostenible recae principalmente sobre el diseño urbano, arquitectónico y paisajís-tico, no sólo porque los diseñadores son quienes toman la decisión de cuáles materiales utilizar, sino porque deben responder en sus propuestas de diseño a las condiciones del lugar y a las necesidades del usuario final. Las condiciones del lugar dictan las directrices de diseño como orientación, respuesta a los vientos, manejo de aguas lluvias, protección (o exposición) al sol, aprovechamiento de la luz natural, uso de energías alternativas y todo lo necesario para que la comunidad y los individuos tengan una mejor calidad de vida.

Los materiales con menor energía embebida como la tierra cruda, el adobe, la madera o la guadua son, sin lugar a dudas, una alternativa para construcción en determinados lugares, o como partes de edificaciones construidas con otros materiales (por ejemplo, muros divisorios en adobe, en una edificación construida con estructura en concreto) pero es evidente que no es posible retornar a la utilización exclusiva de estos materiales y técnicas constructivas. Las condiciones sociales y económi-cas exigen, por diversas razones como la escasez de suelo urbanizable, la construcción de edificaciones en altura. La utilización de materiales livianos producto de nuevas tecnologías con sistemas constructivos


desarmables es, tal vez, el camino a seguir para la construcción soste-nible, llevando a la industria de la construcción al esquema de “Ciclo Cerrado o de la cuna a la cuna (cradle to cradle)” (Tyler, 2008: 23) que, partiendo del principio del diseño para el desmantelamiento, significa que se debe diseñar las construcciones resolviendo, desde el inicio del proceso, la reutilización o reciclaje como materias primas, de todos sus componentes al terminar la vida útil del edificio, es decir, que regresen a la “cuna”, para ser reutilizados nuevamente.

Es necesario revisar el ejercicio profesional en el campo de la arqui-tectura, el urbanismo y la construcción. En el proceso de diseño, la selección de materiales se debe hacer bajo la óptica de la sostenibilidad ambiental y no solamente por motivaciones estéticas y económicas. Los equipos de profesionales en estos campos se verán obligados, en poco tiempo, a utilizar los sistemas de certificación y las herramientas como el LCA al igual que utilizan los computadores con utilidades CAD, o la escala.

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